m基于FPGA的GPS收发系统开发,包括码同步,载波同步,早迟门跟踪环,其中L1采用QPSK,L2采用BPSK

作品简介

(包含FPGA完整工程,matlab程序,参考文献,40页详细设计word文档)

1.软件版本

算法仿真:MATLAB 2010b

FPGA设计:ISE12.2

FPGA仿真:Modelsim6.5SE

2.内容简介

      最早的GPS包含L1和L2两个频段,其中L1上调制CA码,P码以及导航电文,L2上调制P码和导航电文。在实际接收到的GPS信号中,我们除了能够接受到CA码和P码外,还能检测到L1和L2两种载波信号。

        GPS双频发送器的基本构架如下所示:

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       使用CA码和P码两种码来区分双频道中的两种不同的频道。但是P码周期非常长,美国用P码周期是140多天,而简化后的民用版本也要7天多,我们无法在仿真或者实际测试的时候花那么多时间去验证P码的捕获,所以这里,我们将P码部分做了下简化,使用伪随机序列周期为2048bit,来代替P码部分。

      一般情况下,导航电文的频率为50hz,CA码的频率为1M,P码的频率为10M。这里,为了测试的需要,我们需要降低频率来进行测试。

整个发送端,按如下的结构设计:

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      通过捕获模块获得初始的频偏值,然后进行载波同步。与此同时,通过码同步,完成相位的捕获。最后进入跟踪阶段。

      先介绍一下捕获的基本原理:

    本地码生成器以C/A码标称频率产生C/A码与接收到的采样信号相关累加,一个积分周期(通常1个码周期)后,相关峰与检测门限比较,如果相关峰大于门限,则认为捕获成功,得到对应的码相位估计;如果相关峰小于门限,码发生器自动将本地码码相位向前或向后跳动1/2或1/4个码片,然后继续相关累加检测,最多在 或 个伪码周期后找到与本地伪码同步的输入伪码的相位状态( 即为一个码周期内码片的数目),以实现伪码的捕获。下面对步进相关法进行简单介绍,其原理图见图1。

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 跟踪部分:

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其内部详细结构如下所示:

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3.部分仿真截图

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导航电文和CA码及P码异或之后的信号。

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导航电文和CA码及P码异或之后的信号,通过成型滤波器之后的效果。

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这个最后发送出去的QPSK,BPSK以及相加之后的射频信号。

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最后捕获跟踪之后的信号,放大看如下所示:

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创作时间:2022-10-06 17:57:59